به عنوان یک ترموپلاستیک ، PVC مزایای وزن سبک ، مقاومت در برابر خوردگی ، پردازش آسان و مقرون به صرفه بودن را دارد ، بنابراین در مهر و موم های مفصل لوله مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال ، خود مواد PVC نیز محدودیت های عملکرد ذاتی دارند ، مانند مقاومت کافی در برابر گرما و شستشوی دما کم ، که به ویژه در شرایط دمای شدید مشهود هستند. در محیط های درجه حرارت بالا ، مهر و موم های PVC ممکن است کشش اصلی و توانایی آب بندی خود را به دلیل نرم شدن مواد از دست بدهند. در حالی که در شرایط دمای پایین ، ممکن است به دلیل سخت شدن مواد شکننده و مستعد ترک خوردگی یا شکستن شوند.
به منظور غلبه بر محدودیت های عملکرد مهر و موم های PVC در شرایط شدید دما ، محققان و مهندسان با تنظیم فرمولاسیون PVC برای بهبود خاصیت ارتجاعی ، مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر سرما ، یک سری اصلاح کننده ها و مواد افزودنی را معرفی کرده اند.
1. بهبود خاصیت ارتجاعی: استفاده از پلاستیک سازها و الاستومرها
پلاستیک سازها وسیله ای مهم برای بهبود خاصیت خاصیت مواد PVC هستند. با افزودن مقدار مناسب پلاستیک سازها ، مانند فتالات ، روغن سویا اپوکسی و غیره ، می توان نیروی تعامل بین زنجیره های مولکولی PVC را کاهش داد و باعث تغییر شکل آن می شود و از این طریق باعث بهبود خاصیت خاصیت مهر و موم می شود. با این حال ، مقدار پلاستیک ساز اضافه شده باید کاملاً کنترل شود. پلاستیک ساز بیش از حد باعث کاهش قدرت مواد می شود و بر دوام مهر و موم تأثیر می گذارد.
علاوه بر پلاستیک سازها ، الاستومرهایی مانند کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA) و لاستیک نیتریل (NBR) نیز می توانند در فرمول PVC وارد شوند تا یک ترکیب PVC/الاستومر تشکیل شود. این الاستومرها می توانند به مواد PVC کشش و چقرمگی بیشتری بدهند ، و باعث می شود آنها در دماهای بالا نرم شوند و احتمال کمتری در دمای پایین سخت تر شود.
2. مقاومت در برابر حرارت بهبود یافته: نقش تثبیت کننده های گرما و عوامل اتصال متقابل
مواد PVC مستعد تجزیه حرارتی در دماهای بالا هستند و گازهای مضر مانند کلرید هیدروژن تولید می کنند و در نتیجه باعث کاهش عملکرد مواد می شوند. به منظور بهبود مقاومت حرارتی مهر و موم های PVC ، برای مهار واکنش تجزیه حرارتی باید تثبیت کننده گرما اضافه شود. تثبیت کننده حرارتی معمولاً شامل نمک سرب ، تثبیت کننده کامپوزیت کلسیم روی و تثبیت کننده های قلع آلی است. این تثبیت کننده های گرما می توانند با اتم های کلر در زنجیره مولکولی PVC واکنش نشان دهند تا ترکیبات پایدار تشکیل شوند ، در نتیجه فرآیند تجزیه حرارتی را به تأخیر می اندازند.
علاوه بر این ، مقاومت حرارتی از مواد PVC نیز می تواند با اصلاح اتصال متقابل بهبود یابد. عوامل اتصال متقاطع مانند dibenzoyl پراکسید (BPO) و ملامین می توانند با زنجیرهای مولکولی PVC از نظر شیمیایی واکنش نشان دهند تا یک ساختار شبکه متقاطع ایجاد شود و این ماده را پایدار و قوی تر می کند.
3. مقاومت در برابر سرماخوردگی: انتخاب پلاستیک سازهای ضد یخ و مقاوم در برابر سرما
در شرایط دمای پایین ، مواد PVC به دلیل حرکت زنجیره ای مولکولی محدود تمایل به شکننده شدن دارند. به منظور بهبود مقاومت سرماخوردگی مهر و موم های PVC ، برای کاهش دمای انتقال شیشه از مواد باید به مواد ضد یخ اضافه شود تا بتواند در دماهای پایین نرم و الاستیک بماند. عوامل ضد یخ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل گلیسرول و اتیلن گلیکول هستند. این عوامل ضد یخ می توانند پیوندهای هیدروژن بین زنجیره های مولکولی PVC را از بین ببرند و تعامل بین زنجیره های مولکولی را کاهش دهند و در نتیجه مقاومت سرماخوردگی مواد را بهبود بخشند.
علاوه بر مواد ضد یخ ، پلاستیک سازها با مقاومت در برابر سرما نیز می توانند انتخاب شوند ، مانند پارافین کلر و استرهای اسید چرب اپوکسی. این پلاستیک سازها می توانند سیالیت خوبی را در دماهای پایین حفظ کنند و باعث می شود مواد PVC کمتر سخت تر و ترک شوند.
در شرایط دمای شدید ، مانند راکتورهای شیمیایی درجه حرارت بالا و انبارهای یخ زده با دمای پایین ، مهر و موم های PVC معمولی اغلب در برآورده کردن شرایط لازم ندارند. در این زمان ، لازم است از مواد PVC اصلاح شده ویژه برای تهیه مهر و موم استفاده شود.
1. مواد PVC اصلاح شده درجه حرارت بالا
در محیط های درجه حرارت بالا ، مواد PVC با مقاومت در برابر حرارت عالی مورد نیاز است. این مواد معمولاً با افزودن تثبیت کننده گرما مقاوم در برابر گرمای بالا ، مواد اتصال متقابل و پرکننده های مقاوم در برابر درجه حرارت بالا (مانند سیلیکات کلسیم ، اکسید آلومینیوم و غیره) اصلاح می شوند. مواد PVC اصلاح شده می توانند شکل و کشش پایدار را در دماهای بالا حفظ کنند و نرم شدن یا تغییر شکل آن آسان نیست.
2. مواد PVC اصلاح شده با دمای پایین
در محیط های درجه حرارت پایین ، مواد PVC با مقاومت در برابر سرما بسیار لازم است. این مواد معمولاً با افزودن عوامل ضد یخ ، پلاستیک سازهای مقاوم در برابر سرما و الاستومرها با سختی درجه حرارت پایین اصلاح می شوند. مواد PVC اصلاح شده می توانند در دماهای پایین نرم و الاستیک باقی بمانند و سخت شدن یا ترک آن آسان نیست.
در بسیاری از موارد کاربردی عملی ، مهر و موم های ساخته شده با تنظیم فرمول PVC و انتخاب مواد PVC خاص اصلاح شده ، عملکرد و ثبات عالی را در شرایط دمای شدید نشان داده اند. به عنوان مثال ، در صنعت شیمیایی ، مهر و موم های PVC اصلاح شده با درجه حرارت بالا می توانند یک اثر آب بندی پایدار در راکتورها تا 100 درجه سانتیگراد حفظ کنند. در انبارهای یخ زده ، مهر و موم های PVC اصلاح شده با دمای پایین می توانند در محیط های کم -40 درجه سانتیگراد نرم و الاستیک باقی بمانند.
به منظور ارزیابی عملکرد این مهر و موم های PVC اصلاح شده ، معمولاً یک سری آزمایشات تجربی مورد نیاز است ، مانند تست های پیری گرما ، تست های بریت سلولی با درجه حرارت پایین ، آزمایش نشت فشار و غیره. دوام و قابلیت اطمینان در شرایط شدید دما.
با تنظیم فرمول PVC و انتخاب مواد PVC خاص اصلاح شده ، عملکرد مهر و موم های رابط لوله پی وی سی در شرایط دما شدید می توان به طور قابل توجهی بهبود یافت. این مواد اصلاح شده نه تنها ارتجاعی ، مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر سرماخوردگی را بهبود می بخشند ، بلکه عمر و قابلیت اطمینان خدمات خود را نیز گسترش می دهند. با پیشرفت مداوم علوم و فناوری مواد ، می توان انتظار داشت که مواد PVC اصلاح شده تری با عملکرد عالی برای برآورده کردن نیازهای برنامه های گسترده تر و خواستار تر تهیه شود .
